(57)【要約】【課題】鉛蓄電池の電圧計測や補充電あるいは容量検査を目的とした充放電を行い際に、電圧計測値が、ばらついたり、鉛蓄電池への通電不良、通電時の電圧異常が発生していた。また、端子と、計測用もしくは通電用の電極との間にスパークが発生し、端子にスパークを生じさせたり、溶融痕を生じさせることによって端子外観不良が発生していた。【解決手段】電圧計測用もしくは通電用の電極の、鉛蓄電池端子との当接面に先端が線状のリブ状突起を形成する。好ましくは、このリブ状突起は、その複数を、直線状、かつ互いに概略平行となるよう形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛蓄電池の外装から露出した鉛もしくは鉛合金からなる正極および負極の端子のそれぞれに電極を当接し、前記電極間の電圧を計測する鉛蓄電池の電圧検査方法であって、前記電極の前記端子との当接面に先端が線状のリブ状突起を形成するとともに、前記リブ状突起の先端で、前記電極と、前記端子とが接触することを特徴とする鉛蓄電池の電圧計測方法。
【請求項２】
前記端子は、前記鉛蓄電池の蓋から突出するとともに、前記端子の頂部が平面状であり、前記端子の天面に前記電極を当接する請求項１に記載の鉛蓄電池の電圧計測方法。
【請求項３】
前記リブ状突起の複数を、直線状、かつ互いに概略平行となるよう形成した請求項１〜２に記載の鉛蓄電池の電圧計測方法。
【請求項４】
前記リブ状突起の複数を、波状もしくは鋸歯状、かつ互いに交わらないように形成した請求項１〜２に記載の鉛蓄電池の電圧計測方法。
【請求項５】
鉛蓄電池の外装から露出した鉛もしくは鉛合金からなる正極および負極の端子のそれぞれに電極を当接し、前記電極間の電圧を計測する鉛蓄電池の電圧検査装置であって、前記電極の前記端子との当接面に先端が線状のリブ状突起を形成するとともに、前記リブ状突起の先端で、前記電極と、前記端子とが接触することを特徴とする鉛蓄電池の電圧計測装置。
【請求項６】
前記リブ状突起の複数を、直線状、かつ互いに概略平行になるよう形成した請求項５に記載の鉛蓄電池の電圧計測装置。
【請求項７】
前記リブ状突起の複数を、波状もしくは鋸歯状、かつ互いに交わらないように形成した請求項５に記載の鉛蓄電池の電圧計測装置。
【請求項８】
鉛蓄電池の外装から露出した鉛もしくは鉛合金からなる正極および負極の端子のそれぞれに電極を当接し、前記電極間に充電電流および／もしくは放電電流を通電する鉛蓄電池の通電方法であって、前記電極の前記端子との当接面に先端が線状のリブ状突起を形成するとともに、前記リブ状突起の先端で、前記電極と、前記端子とが接触することを特徴とする鉛蓄電池の通電方法。
【請求項９】
前記端子は、前記鉛蓄電池の蓋から突出するとともに、前記端子の頂部が平面状であり、前記端子の天面に前記電極を当接する請求項８に記載の鉛蓄電池の通電方法。
【請求項１０】
前記リブ状突起の複数を、直線状、かつ互いに概略平行になるよう形成した請求項８〜９に記載の鉛蓄電池の通電方法。
【請求項１１】
前記リブ状突起の先端の複数を、波状もしくは鋸歯状、かつ互いに交わらないように形成した請求項８〜９に記載の鉛蓄電池の通電方法。
【請求項１２】
鉛蓄電池の外装から露出した鉛もしくは鉛合金からなる正極および負極の端子のそれぞれに電極を当接し、前記電極間に充電電流もしくは放電電流を通電する鉛蓄電池の通電装置であって、前記電極の前記端子との当接面に先端が線状のリブ状突起を形成するとともに、前記リブ状突起の先端で、前記電極と、前記端子とが接触することを特徴とする鉛蓄電池の通電装置。
【請求項１３】
前記リブ状突起の複数を、直線状、かつ互いに概略平行になるよう形成した請求項１２に記載の鉛蓄電池の通電装置。
【請求項１４】
前記リブ状突起の複数を、波状もしくは鋸歯状、かつ互いに交わらないように形成した請求項１２に記載の鉛蓄電池の通電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池の電圧計測方法および計測装置、さらには鉛蓄電池への通電方法と通電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に鉛蓄電池の製造工程において、鉛蓄電池の開路電圧や通電時の電圧を計測し、所定の判別値と比較することによって、鉛蓄電池内部の接続異常や、短絡異常を検出する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。そして、これらの電圧計測と、これによる良否判定を経て、鉛蓄電池を製品として出荷することが行なわれている。
【０００３】
また、鉛蓄電池の電解液濃度の調整を目的として、電槽化成後の鉛蓄電池から電解液の一部を排出し、所定濃度の電解液を再び当該鉛蓄電池に注液する手法が公知であるが、鉛蓄電池内に残存した電解液と新たに注液した電解液とは容易に混じり合わないため、電解液濃度が上下で異なった状態となり、安定しないという課題があった。このような課題を解決するために、例えば、特許文献２においては、注液後の鉛蓄電池に過充電電流を通電することにより、極板から故意にガスを発生させることによってバブリングを行い、電池内部の電解液を強制的に攪拌することによって、電解液濃度を均一化する手法が知られている。
【０００４】
その際、鉛蓄電池の端子に、電圧測定用、通電用もしくは、電圧測定用と通電用を兼用した電極を接触させることが必要である。このような電極として、例えば、特許文献３には、電極の、鉛蓄電池端子の天面に圧接される面を平滑面とした電極（通電用端子）が示されている。特許文献３における通電用端子は、その表面の酸化による通電や電圧計測の不具合を回避するため、その通電用端子の平滑面をブラシで研磨する構成が示されている。
【０００５】
また、特許文献４には、鉛蓄電池の極板群の短絡を検出するための通電用の電極（プローブ）が示されており、その明細書中にプローブの形状についての具体的な説明はないものの、その図１には、先端形状が円錐形状であるプローブが示されている。
【０００６】
また、特許文献５には、スライド可能な２重筒にスプリングを内蔵して一方の筒を他方の筒に対して進退可能に設け、当該一方の筒の先端に三角状の突起を複数形成したプローブが示されている（特許文献５における図５）。
【特許文献１】特開平５−１４４４７８号公報
【特許文献２】特開平４−１３８６６６号公報
【特許文献３】特開平６−３４９４８７号公報
【特許文献４】特開２００７−３５２８８号公報
【特許文献５】特開２０００−２８６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のごとく、鉛蓄電池に使用しうる、通電用もしくは電圧測定用電極に関しては、特許文献３では、電極表面は、フラットな形状、特許文献４および特許文献５では、先端が尖った形状を有している。また、特許文献３に示された電極は、そのフラットな平面が、鉛蓄電池端子の天面と面接触することを目論んだ形状であり、特許文献４および特許文献５に示された電極は、電池端子もしくは極板に点接触することを目論んだ形状である。
【０００８】
なお、特許文献４と特許文献５では、一見、電極先端の形状に差異があるように認められるが、被検物に点接触するという点では同一であり、特許文献４の電極の複数を、その先端が円周状となるよう配列したものが特許文献５の電極に相当すると考えてよい。
【０００９】
一方、鉛蓄電池の端子形状として様々なものが、用いられているが、一般的には、始動用鉛蓄電池で主に用いられるテーパ端子（円錐台形状）、Ｌ型端子、小形制御弁式鉛蓄電池で使用されるタブ端子、中容量〜大容量の制御弁式鉛蓄電池で使用されるような、ボルトナット端子等、種々の形状のものが存在する。
【００１０】
これら種々の鉛蓄電池用端子の中でも、テーパ端子、Ｌ型端子はＰｂあるいは、Ｐｂ−Ｓｎ合金、もしくはＰｂ−Ｓｂ合金等のＰｂ合金で構成され、ボルトナット端子を用いた鉛蓄電池においても、特に産業用鉛蓄電池を中心として、ボルトナット端子を埋め込む端子極柱が電池外部に露出した構造を有しているものがある。
【００１１】
これらの鉛蓄電池について、端子に用いられる鉛もしくは鉛合金は、その特性上、空気中で容易に酸化されるため、鉛もしくは鉛合金上に、ほぼ不可避的に酸化皮膜が形成されている。また、空気中の水分や二酸化炭素によって、鉛の酸化皮膜から、水酸化鉛や炭酸鉛が生じることもある。
【００１２】
さらに、テーパ端子や、Ｌ型端子の基部は、鉛蓄電池内部に収納された極板群より導出された極柱と、蓋にインサート成型した鉛ブッシングやＬ形端子部品に極柱を挿通し、プラズマ炎や通常のバーナー炎によって溶接するため、かかる溶接部分は当然、当初より酸化皮膜に覆われた構成となる。
【００１３】
このような、鉛の酸化皮膜や、水酸化鉛、炭酸鉛といった鉛蓄電池端子表面を覆う被覆は、鉛蓄電池の製造工程や、鉛蓄電池を保管する過程で半ば不可避的に発生するものであり、係る皮膜は、非導電性であるため、このような非導電性の皮膜に覆われた鉛蓄電池端子に、電圧検査用端子や通電用端子、あるいはその両方の機能を兼ね備えた通電用端子を接触させた場合、以下のような現象が発生していた。
【００１４】
すなわち、前記した特許文献３〜５に示された従来の電圧検査用端子においては、鉛蓄電池端子表面の非導電性皮膜の存在により、鉛蓄電池の電圧計測工程で、電圧値が得られなかったり、得られたとしても電圧値が不安定となり、本来であれば良品である鉛蓄電池を、誤って不良品と判定するという課題があった。
【００１５】
また、前記した特許文献３〜５に示された従来の電圧検査用端子を、鉛蓄電池端子に接触させ、電圧検査用端子間に、外部電源装置や負荷を接続して鉛蓄電池の充電や放電といった通電処理を行った場合、非導電層皮膜の存在により、鉛蓄電池端子と、通電用端子である電圧検査用端子との間の電気的接触が不十分なため、鉛蓄電池端子と、電圧検査用端子との接触部でスパークが発生する。このようなスパークは、特に通電が充電である場合に鉛蓄電池から排出されるガスに引火する危険性があった。
【００１６】
さらに、スパーク時に発生する熱によって鉛蓄電池端子が溶融変形したり、スパーク痕が発生するという不具合や、前記した非導電性皮膜の抵抗成分によって、鉛蓄電池端子間電圧が上昇し、正確な鉛蓄電池電圧の計測が不可能となったり、通電用電源の出力によっては、所定の通電電流が得られず、通電電流が所定値よりも低下するといった、通電不良を発生させる課題があった。
【００１７】
本発明は、鉛もしくは鉛合金で構成された端子を有した鉛蓄電池において、正確な電圧計測を可能とするとともに、前記したような通電時のスパーク発生による不具合や、通電不良といった不具合の発生を抑制した、鉛蓄電池の電圧計測方法および装置、さらには鉛蓄電池の通電方法および通電装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記した課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、鉛蓄電池の外装から露出した鉛もしくは鉛合金からなる正極および負極の端子のそれぞれに電極を当接し、前記電極間の電圧を計測する鉛蓄電池の電圧計測方法であって、前記電極の前記端子との当接面に先端が線状のリブ状突起を形成するとともに、前記リブ状突起の先端で、前記検査用電極と、前記端子とが接触することを特徴とする鉛蓄電池の電圧計測方法を示すものである。
【００１９】
また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の鉛蓄電池の電圧計測方法において、前記端子は、前記鉛蓄電池の蓋から突出するとともに、前記端子の頂部が平面状であり、前記端子の天面に前記電極を当接することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１〜２に記載の鉛蓄電池の電圧計測方法について、前記リブ状突起の複数を、直線状、かつ互いに概略平行となるよう形成したことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜２に記載の鉛蓄電池の電圧計測方法において、前記リブ状突起の複数を、波状もしくは鋸歯状、かつ互いに交わらないように形成したことを特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明の請求項５に係る発明は、鉛蓄電池の外装に露出した鉛もしくは鉛合金からなる正極および負極の端子のそれぞれに電極を当接し、前記電極間の電圧を計測する鉛蓄電池の電圧計測装置であって、前記電極の前記端子との当接面に先端が線状のリブ状突起を複数形成するとともに、前記リブ状突起の先端で、前記電極と、前記端子とが接触することを特徴とする鉛蓄電池の電圧計測装置を示すものである。
【００２３】
また、本発明の請求項６に係る発明は、請求項５に記載の鉛蓄電池の電圧計測装置において、前記リブ状突起の複数を、直線状、かつ互いに概略平行になるよう形成したことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項７に係る発明は、請求項５に記載の鉛蓄電池の電圧計測装置において、前記リブ状突起の複数を、波状もしくは鋸歯状、かつ互いに交わらないように形成したことを特徴とするものである。
【００２５】
さらに、本発明の請求項８に係る発明は、鉛蓄電池の外装から露出した鉛もしくは鉛合金からなる正極および負極の端子のそれぞれに電極を当接し、前記電極間に充電電流および／もしくは放電電流を通電する鉛蓄電池の通電方法であって、前記電極の前記端子との当接面に先端が線状のリブ状突起を複数形成するとともに、前記リブ状突起の先端で、前記電極と、前記端子とが接触することを特徴とする鉛蓄電池の通電方法を示すものである。
【００２６】
また、本発明の請求項９に係る発明は、請求項８に記載の鉛蓄電池の通電方法において、前記端子は、前記鉛蓄電池の蓋から突出するとともに、前記端子の頂部が平面状であり、前記端子の天面に前記電極を当接することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項１０に係る発明は、請求項８〜９に記載の鉛蓄電池の通電方法において、前記リブ状突起の複数を、直線状、かつ互いに概略平行になるよう形成したことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項１１に係る発明は、請求項８〜９に記載の鉛蓄電池の通電方法において、前記リブ状突起の複数を、波状もしくは鋸歯状、かつ互いに交わらないように形成したことを特徴とする。
【００２９】
さらに、本発明の請求項１２に係る発明は、鉛蓄電池の外装から露出した鉛もしくは鉛合金からなる正極および負極の端子のそれぞれに電極を当接し、前記電極間に充電電流および／もしくは放電電流を通電する鉛蓄電池の通電装置であって、前記電極の前記端子との当接面に先端が線状のリブ状突起を複数形成するとともに、前記リブ状突起の先端で、前記電極と、前記端子とが接触することを特徴とする鉛蓄電池の通電装置を示すものである。
【００３０】
また、本発明の請求項１３に係る発明は、請求項１２に記載の鉛蓄電池の通電装置において、前記リブ状突起の複数を、直線状、かつ互いに概略平行になるよう形成したことを特徴とする。
【００３１】
そして、本発明の請求項１４に係る発明は、請求項１２に記載の鉛蓄電池の通電装置において、前記リブ状突起の複数を、波状もしくは鋸歯状、かつ互いに交わらないように形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、鉛蓄電池の外装から露出した鉛もしくは鉛合金からなる鉛蓄電池用端子に、電圧検査用の電極もしくは通電用の電極を当接し、鉛蓄電池の端子間電圧を計測する際に、鉛蓄電池端子表面に形成された鉛の酸化物、炭酸塩といった非導電性皮膜の影響を抑制することにより、精度の高い電圧計測を可能とするともに、鉛蓄電池端子間に通電を行なう際には、当該非導電性皮膜による通電不良や、さらには鉛蓄電池端子と通電用の電極間でのスパーク発生や、これによる端子の溶融変形が抑制できるという顕著な効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態による鉛蓄電池の電圧計測方法およびその装置、ならびに本発明の実施形態による鉛蓄電池の通電方法および通電装置について、図面を参照して説明する。
【００３４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明による鉛蓄電池の電圧計測装置１に鉛蓄電池（以下、電池２）を配置した状態を示す図である。電池２は、その外装に露出した端子３を備えている。なお、端子３は鉛もしくは鉛合金で構成される。なお、図１に示した電池２は、その例として、円錐台形状を有したテーパ端子である、正極および負極の端子３を有している。なお、端子３′は、平面状の部位を有し、かつ、この平面状の部位が端子天面３ａを構成しており、かつ、これら端子天面３ａは電池２の最大高さに位置する。
【００３５】
なお、始動用鉛蓄電池においては、端子３は、２．５〜５．０質量％程度のＳｂを含む、Ｐｂ−Ｓｂ合金が一般的に使用されている。
【００３６】
本発明の鉛蓄電池の電圧検査装置１は、デジタル電圧計等の公知の電圧計測手段１ａを有しており、電圧検査装置という機器の機能上、電圧計測結果を判定値と比較し、電池２の良否判別を行ない、その結果を表示あるいは印字することによって、検査員に検査結果を知らしめるための告知手段を備えることは自明である。なお、図１では、告知手段として、検査結果を記録紙に印字出力するプリンタ１ｂを備えた例を示したが、ＬＣＤパネル等のディスプレイデバイス、ＬＥＤ等の発光デバイスの発光表示によるもの、あるいは電子ブザーといった音響を発生するデバイス等の中から、適宜選択することができる。
【００３７】
本発明において、電圧計測装置１は、電池２の一対の端子３に、それぞれ当接する、一対の電極４を備える。図２は、電極４の、端子３との当接面４ａを上面とした状態を示す斜視図である。なお、図１に示した電極４の底面が、端子３との当接面４ａとなる関係上、図２電極４を裏返した状態の斜視図を示している。
【００３８】
本発明では、電極４の、端子３との当接面４ａに先端が線状のリブ状突起４ｂが、好ましくは複数、さらに好ましくは、複数のリブ状突起４ｂが互いに交差しないよう、概略平行に形成されている。ここで言うところの概略平行とは、ある限定された面積を有する当接面４ａにおいて、複数のリブ状突起４ｂが互いに交差しない程度に配置されていることを意味するものであって、厳密な平行に限定されるものではない。
【００３９】
したがって、電極４を側壁から見た場合、その側壁４ｄは、図２に示したような鋸歯状に現れる。なお、リブ状突起４ｂの先端４ｃは、後述するように、端子３の表面に形成された酸化皮膜といった、非導電性皮膜を貫通するに足りる鋭利な形状とする。
【００４０】
但し、先端４ｃの先端角度（図２に示す角度θ）を、小さくするにつれて、先端４ｃの耐久性が低下し、先端４ｃの欠け、クラックあるいは変形等の欠陥が生じる場合があるので、非導電性皮膜を貫通するに適切であって、かつ電圧検査装置として、十分な耐久時間、すなわち、所望とする測定可能回数を確保するに適切な先端角度θを適宜設定することが必要である。なお、先端角度θの一例として、本発明では、後述する実施例においてθ＝９０°とした例を示したが、これに限定されるものではない。
【００４１】
電極４は、電圧計測装置１に内蔵された電圧計測手段１ａに接続されるとともに、電池２の端子３に電極４を移動させ、これらを互いに当接させるためのアクチュエータ５に接続される。アクチュエータ５としては、エアーシリンダ、油圧シリンダー等の、端子３と電極４との当接度合い、すなわち圧接力を一定に保持できるものが、電圧検査精度を高める上で好ましい。なお、図１ではアクチュエータ５としてエアーシリンダを用いた例を示したが、アクチュエータ５を動作させるに必要なエアーを供給するための配管類は省略している。
【００４２】
そして、電極４は、アクチュエータ５の伸び動作によって、一対の端子３のそれぞれに圧接される。その際、端子３の表面に形成された非導電性皮膜を、先端４ｃが貫通し、端子３の母材であるＰｂあるいはＰｂ合金と良好な電気的導通が確立される。その後、電極４を介して電圧計測手段１ａにより、電池２の端子間電圧が計測される。
【００４３】
本発明では、特許文献３〜５に示されたような電池端子と点で接触する電極とは異なり、電極４の先端４ｃで、端子３の表面に形成された非導電性皮膜を切断し、この皮膜の下に存在するＰｂもしくはＰｂ合金と、先端４ｃとが直接接触すること、また、点状の接触ではなく、先端４ｃで線状に接するため、端子３を構成するＰｂもしくはＰｂ合金と、先端４ｃが非導電性皮膜を介さずに、直接、接触する確率が、点状に接触する従来のものと比較して飛躍的に高まるため、電池２の電池電圧の計測精度を顕著に高めることができる。
【００４４】
なお、端子３を構成するＰｂもしくはＰｂ合金の組成によって、その耐酸化性や耐食性が異なるため、当然のことながら、端子表面３表面に形成される非導電性皮膜の厚みも異なる。したがって、非導電性皮膜をリブ状突起４ｂの先端４ｃで貫通するために、電極４に加える端子３への圧接力も異なる。したがって、予め予備試験を行い、適切な圧接力を設定する。
【００４５】
この圧接力は、例えば、端子３を構成する鉛合金として、Ｐｂ−２．０〜５．０質量％Ｓｂ−０．１〜０．３質量％Ａｓといった、一般的な始動用鉛蓄電池に用いられている端子合金であり、端子形状が、ＪＩＳ  Ｄ５３０１：２００６（始動用鉛蓄電池）で規定するところのテーパ端子（Ｔ1）を用いる場合の電極４の圧接力は、一例として、２５Ｎ〜４０Ｎ程度に設定することができ、テーパ端子（Ｔ2）を用いる場合の圧接力は、一例として４５〜８０Ｎ程度に設定することができる。
【００４６】
なお、テーパ端子（Ｔ1）の天面の直径は、９〜１１ｍｍであり、テーパ端子（Ｔ2）の天面の直径は、１４〜１６ｍｍである。
【００４７】
なお、上記のような圧接圧力で、一対の電極４のそれぞれを、端子３に圧接した場合、前記したように、端子３の電極４との圧接面、すなわち図１に示すところの端子天面３ａに、電極４に設けた線状のリブ状突起４ｂの先端４ｃの形成パターンに対応した微小な線状痕が形成され、その痕の深さ（もしくは幅）によっては目視可能である場合もある。始動用鉛蓄電池においては、テーパ形状の端子３の端子側面３ｂで、車両側ハーネス（図示せず）との接続が行なわれるため、端子天面３ａにおける微小な線状痕は、車両側ハーネスと端子３との接続に全く影響を与えないため、電池２の機能を損なうものではない。
【００４８】
なお、前記したように電極４の先端４ｃは、端子３の表面に形成された非導電性皮膜を貫通し、端子３の母材に接触、あるいは、侵入すること、また、非導電性皮膜を貫通する際に、端子３の表面から非導電性皮膜が粉末状もしくは鱗片状に脱落して、互いに隣接しあう線状のリブ状突起４ｂの間の溝４ｅを目詰まりさせる可能性を有していることから、リブ状突起４ｂの高さｈ（図２に示す寸法ｈ）を、ある程度以上確保するとともに、隣接しあう線状のリブ状突起４ｂの先端４ｃ間の距離ｄ（図２に示す寸法ｄ）も、ある程度以上確保することが必要である。
【００４９】
例えば、上記したような先端４ｃの先端角度θを４５°とした場合、前記した高さｈを１．０ｍｍ、互いに隣接しあう先端４ｃ間の距離ｄを２．０ｍｍに設定することができる。なお、これらの値は、あくまでも、その一例を示したものであって、この値に限定されるものではなく、先端４ｃが、非導電性皮膜を貫通し、端子３に侵入することによって電気的導通が確保され、かつ、脱落した非導電性皮膜で、互いにリブ状突起４ｂで形成される溝４ｅが目詰まりしない寸法範囲内に設定すればよい。
【００５０】
なお、本発明では、図２に示したように、先端４ｃが線状であるリブ状突起４ｂを、複数本、互いに交差しないよう、すなわち概略平行に形成することが好ましい。なお、本明細書において、概略平行とは、当接面４ａ内においてリブ状突起４ｂが交差しない構成を意味し、厳密な平行にのみ限定するものではない。そして、好ましくは、リブ状突起４ｂの複数を概略平行に配置することにより、後述する実施例に示したように、電池２の電圧計測精度を高めることが可能となる。
【００５１】
また、先端４ｃの形成パターンとして、図２に示したような、直線形状のパターン（以下、後述する実施例においてパターン１とする。）に替えて、図３に示した鋸歯形状のパターン（以下、後述する実施例においてパターン２とする。）としてもよく、図４に示した波形状のパターンとしてもよく（以下、後述する実施例においてパターン３とする。）、これらの各パターンを組み合わせたパターンとしてもよい。
【００５２】
電極４の材質としては、電池２が鉛蓄電池である関係上、電解液である希硫酸と、電極４とが接触する可能性があることから、耐酸性を有した材質であること、さらには、電極４に設けた先端４ｃが、端子３の表面に生成した非導電性皮膜を貫通し、端子３を構成するＰｂもしくはＰｂ合金にある程度の深さをもって侵入することによって、電極４と、端子３との電気的な導通を行なうことから、少なくとも端子３を構成するＰｂもしくはＰｂ合金よりも高い硬度を有したものが必要であることはいうまでもない。
【００５３】
上記のような条件を未たす材料として、一般的にはステンレス鋼が適切である。その各種のステンレス鋼の中でもＳＵＳ３１６が耐酸性に優れ、十分な硬度を有していることから好ましいが、上記したＳＵＳ３１６に限定することなく、電極４として適切な耐酸性を有し、かつ硬度を有している材料から適宜選択すればよい。
【００５４】
また、電池２として始動用鉛蓄電池のような、機種毎に幅寸法Ｗ（図１における寸法Ｗ）が異なり、これに応じて、一対の端子３間の距離（図１における寸法Ｐ）が異なる電池に対応するため、この寸法Ｐの範囲に応じて、一対の電極４間の寸法（図１における寸法Ｐ′）および電極４の長さＬ（図２における寸法Ｌ）を設定すれば、様々な機種の電池２について、電極４を共用でき、電池機種切替時における電極４の切替作業が不要あるいはその回数が削減でき、生産性向上の面で好ましい。
【００５５】
なお、本発明による電圧計測方法は、電池２の電池外装から突出した端子の頂部が平面状であるものに適用することが好ましい。このような形状の端子として、前記したような、円錐台形状を有した、始動用鉛蓄電池の大部分に採用されているテーパ端子が挙げられる。このような形状を有した、端子３の頂部、すなわち、端子天面３ａが平面状であり、かつ、この端子天面３ａが電池２の最も高い位置にあるため、電極４が、電池２の他の部分と干渉することがないこと、さらには、端子天面３ａが平面状であるがために、電極４の当接面４ａと端子天面３ａとが安定して圧接できるためである。
【００５６】
なお、本発明は、このような、端子の頂部が平面状であるものや、その平面状の頂部が、電池２の最も高い位置にある電池にのみ適用できるものではなく、例えば、図５に示したような、Ｌ字形端子６を有した電池２′にも適用可能である。この場合は、Ｌ字形端子６の端子基部６ａは、ＰｂもしくはＰｂ合金で構成され、かつ平面状に形成され、かつ電池外装から露出しているため、この端子基部６ａに電極４を圧接すればよい。すなわち、本発明は、電池外装に露出した端子３において、電極４を圧接可能な、平面状の部位を有した鉛蓄電池に適用できる。
【００５７】
但し、このような、電池２′のように、電極４を圧接する位置が、電池２′の最大高さに相当する位置でない場合、電池２′と電極４との相対位置関係がばらつくと、電極４と、電池２′の他の部分、例えば、Ｌ字形端子６の外部接続用の突出部６ｂと干渉し、突出部６ｂを変形させる場合がある。したがって、電池２′と電極４との相対位置のばらつき管理をより厳密に行なう必要がある。
【００５８】
また、同様の理由により、端子位置の異なる機種毎に一対の電極４の間の寸法Ｐ′を調整せねばならず、電池２′においても本発明の効果は得られるものの、生産性が低下することは否めない。
【００５９】
したがって、本発明は、端子の電池外装に、鉛もしくは鉛合金で構成された平面状の部位がある鉛蓄電池に適用できるが、前記した理由により、好ましくは、その平面状の部位が鉛蓄電池の最大高さに相当する位置に存在する鉛蓄電池、例えば、テーパ端子や、円柱状の端子を有した鉛蓄電池に適用することが好ましい。
【００６０】
以上述べたように、本発明の第１の実施の形態によれば構成によれば、鉛蓄電池の、短絡有無の判定や、容量判定等、鉛蓄電池の良否を判定する際に、鉛蓄電池の電圧計測時の電圧計測不良を抑制し、電圧計測の信頼性を顕著に向上することができる。
【００６１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池の通電装置および通電方法について図面を用いて説明する。
【００６２】
図１２に示した、本発明による鉛蓄電池の通電装置１１は、本発明の第１の実施形態で述べた鉛蓄電池の電圧計測装置１の電圧計測手段１ａに替えて、通電手段１１ａを付加した構成を有している。通電手段１１ａとしては、電池２を充電するための電源装置および／もしくは電池２を放電するための負荷（電子負荷装置、抵抗負荷）からなる。また、前記したような、充電による電解液の攪拌に通電装置１１を用いる場合等、電圧計測やそこで得た電圧による、電池２の良否判定が不要である場合には、電圧計測手段１ａと告知手段（例えばプリンタ１ｂ）を有していなくともよい。要は、これらは必要に応じて用いればよい。
【００６３】
なお、通電（充電もしくは放電）中の電池２の電池電圧の計測が必要な場合は、第１の実施形態に示したように、さらには図１２で示したように、電圧計測手段１ａと、本発明の第１の実施形態で示した告知手段を付加すればよい。また、電圧計測手段１ａで得られた電池電圧をもとに、電池２の容量判定や、内部短絡の有無判定といった、良否判定、あるいは充電終了や放電終了を検知することも好ましい。また、図示しないが、電流や通電電気量を計測するための計測手段を付加し、所定の充電電流あるいは放電電流が流れているかどうかの判別を行なうことも好ましい。
【００６４】
本発明の鉛蓄電池の通電装置１１は、電池２への通電を行なう際は、第１の実施形態の電圧検査装置１と同様、一対の電極４を有する。電極４は、アクチュエータ５により、端子天面３ａに圧接される。この動作自体は、第１の実施形態で述べた動作と全く同様である。
【００６５】
そして、一対の電極４それぞれに、一対の端子３が圧接された時点で、通電手段１１ａにより、電池２に必要な通電、例えば補充電のための通電や、容量検査のための放電を行なう。
【００６６】
本発明では、第１の実施形態でのべたように、本発明では、特許文献３〜５に示されたような端子と点で接触する電極とは異なり、電極４に設けた線状のリブ状突起４ｂの先端４ｃで、端子３表面に形成された非導電性皮膜を破壊し、この皮膜の下に存在するＰｂもしくはＰｂ合金と先端４ｃとが直接接触すること、また、係る接触は点状ではなく、先端４ｃで、非導電性皮膜を介さずに、線状に接するため、電池２に通電するに際して、端子３に通電時に発生していたスパークや、これによる端子溶融変形を抑制でき、さらには所定の電圧もしくは電流で通電できないといった、通電不良の発生を顕著に抑制することができる。
【００６７】
また、通電中の電池電圧を計測する際には、電池電圧の計測精度を顕著に向上することができる。なお、本発明の方法によって通電した電池２の、電極４を圧接した部位には、本発明の実施の形態１で示したのと同様の、目視できる程度に線状の溝が形成される場合もあるが、電池２の機能を損なうものではない。
【００６８】
本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池の通電方法および通電装置は、第１の実施形態による鉛蓄電池の電圧検査方法および電圧検査装置に通電手段１１ａを用いた電池２への通電を行なう他は、その動作、電極４を含む構成に変わるところはない。
【００６９】
また、特に、本発明の第２の実施形態による鉛蓄電池の通電方法を適用可能な鉛蓄電池は、前記した本発明の第１の実施形態による鉛蓄電池の電圧計測方法に適用可能な鉛蓄電池と同一であり、本発明の第１の実施形態による鉛蓄電池の電圧計測方法に適用するに好ましい鉛蓄電池は、本発明の第２の実施形態による蓄電池の通電方法においても、同様に好ましい。その理由は、前記した第１の実施形態で記載したものと同様の理由による。
【実施例】
【００７０】
（実施例１）
前記した第１の実施形態による鉛蓄電池の電圧計測装置１を用い、電池２として、テーパ端子を有した５５Ｄ２３形始動用鉛蓄電池（公称電圧１２Ｖ、５時間率定格容量４８Ａｈ）を用い、この電池２の同一製造ロットを９００個用意し、各電池について無作為に１００個ずつ抽出して９組（１組は電池１００個）の電池サンプルを準備し、各組について、以下に示す９種類の電極を用いることにより、１種類の電極あたりの電池サンプル数を１００とし、各電池について、電圧計測を行い、得られた電池電圧値のばらつきを電池電圧値の標準偏差値として求めた。ここで、本実施例において、電池の同一製造ロットとは、正極板、負極板、セパレータ、電解液、充電の各製造ロットが同一であることを示す。なお、好ましい本発明例としては、電極４として、第１の実施の形態で述べたところのパターン１、２および３の３種類の電極を用いた。
【００７１】
なお、テーパ端子の製造方法としては、電池の蓋にインサート成型された鉛ブッシングに極板群より突出した極柱を挿通し、鉛ブッシングと極柱とをバーナー炎により溶接一体化して端子とする、公知の方法によった。
【００７２】
そして、本発明例としては、電極４に替えて先端が線状のリブ状突起４ｂを、一本とした図６に示す電極７を用いた。なお、この電極７を、便宜上、パターン４と称する。また、他の本発明例として、電極４に替えて、図７に示した、先端が線状のリブ状突起４ｂの２本が、互いに直交する電極８を用いた（パターン５）。さらに、他の本発明例として、電極４に替えて、図８に示した、２本の先端が線状のリブ状突起４ｂが互いに平行に配置され、さらにこれらのリブ突起４ｂの一対に直交するよう、２本の先端が線状のリブ状突起４ｂを互いに平行に配置することによって、リブ状突起４ｂを、格子状に配置した電極９（パターン６）を用いた。
【００７３】
なお、リブ状突起４ｂの高さ寸法ｈは１．０ｍｍ、先端角θは９０°であり、線状のリブ状突起４ｂを複数用いた場合には、リブ状突起間の距離ｄは２．０ｍｍとした。
【００７４】
そして、比較例として、電極４に替えて、図９に示した、先端が、先端角９０°の円錐形状を有した電極２１を用いた。さらに、他の比較例として、電極４に替えて、図１０に示した、先端が複数に分岐した形状を有する電極２２を用いた。さらに他の比較例として、電極４に替えて、図１１に示した、先端が平面形状を有した円柱状の電極２３を用いた。
【００７５】
上記に示した各電極を用い、各電極を５０Ｎの圧接力で電池の端子に圧接する条件下で得られた電圧計測結果値のばらつきを標準偏差として求めた。これらの結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】
2010108681.tif 000003
【００７７】
表１に示した結果より、本発明によれば、鉛蓄電池の電圧計測値の標準偏差値が、比較例によるものよりも顕著に低下していることがわかる。なお、実施例１で用いた電池はすべて同一ロットであり、表１に示した標準偏差の差異は、そのまま、本発明例と、比較例の差異を反映している。
【００７８】
本発明例の中でも、特に、リブ状突起４ｂの複数を平行に形成したパターン１〜３を用いたものは、特に、電圧計測値のばらつきが低く、最も好ましいことがわかる。一方、リブ状突起４ｂの数を１としたパターン４においては、パターン１〜３に比較して、ばらつきが増大するが、比較例（電極２１〜２２を使用）によるものよりも顕著にばらつきが抑制されている。
【００７９】
本発明例において、複数のリブ状突起４ｂが交差するパターン４およびパターン５は、リブ状突起４ｂが交差しないパターン１〜３に比較して、電圧計測値のばらつきが若干増大する結果となった。この理由については定かではない。しかしながら、比較例によるものと比較しても顕著にばらつきが抑制されていることがわかる。
【００８０】
一方、比較例によるものは、本発明例によるものと比較して、電圧計測値のばらつきが極めて高値であることがわかる。電極２１および電極２２を用いたものは、電極と端子とが点接触となり、端子の電極との接触点で、たまたま非導電性被覆の厚みが厚いと、電極と端子との導通が不安定となり、その結果、電圧計測値のばらつきが、本発明例に比較して大となったと推測される。
【００８１】
また、電極２３を用いたものは、１００個の電圧計測の中で、６個が電圧計測不能、すなわち、電池電圧が０Ｖを示した。これは、電極２１、２２はその先端形状により、端子表面に形成した非導電性被覆をある程度まで貫通する作用を有しているものの、電極２３を用いたものは、電極２３の表面が平面状であることから、非導電性皮膜を貫通することができなかったものと推測される。
【００８２】
また、電極２３の表面は平面状としても、端子天面は溶接によって形成しているため、微小な凹凸やバーナー溶接時に発生するバリや湯じわ、さらには非導電性皮膜が存在するとともに、非導電性物質の粒が端子天面より突出している場合があり、電極２３と端子天面との接触は、平面同士の接触ではなく、電極２３は、端子天面の中でも極めて限定された部位のみで接触しており、このような接触部位は、上記に示したような欠陥が存在する可能性が高いものと推測される。
【００８３】
以上、実施例１の結果により、本発明によれば、鉛蓄電池の電圧計測精度を顕著に向上することがわかる。
【００８４】
（実施例２）
前記した第２の実施形態による鉛蓄電池の通電装置１１を用い、電池２として、実施例１と同様、テーパ端子を有した５５Ｄ２３形始動用鉛蓄電池を用い、この電池２の同一製造ロットを９００個用意し、各電池について無作為に１００個ずつ抽出して９組（１組は電池１００個）の電池サンプルを準備した。
【００８５】
各組について、以下に示す９種類の電極を用いることにより、１種類の電極あたりの電池サンプル数を１００とし、通電手段１１ａとして市販の定電流電源装置を用い、この定電流電源装置の出力電流（充電電流）を５０Ａにセットし、サンプル電池を１個ずつ１０分間補充電する操作を行った。
【００８６】
なお、補充電中の充電電流を監視し、セット値である５０Ａとのずれを確認した。充電電流がセット値である５０Ａに満たない、特に、４５Ａ未満となったものを通電異常として判定した。また、補充電中の電池電圧を計測し、電池電圧が１２．０Ｖ〜１７．０Ｖの範囲からはずれたものを充電電圧異常と判定した。その後、５０Ａで５秒間放電し、電池電圧が８．５Ｖ以下となったものを放電電圧異常と判定した。その後、さらに補充電終了後の端子の外観を目視確認した。表２に通電異常の発生率、充電電圧異常、放電電圧異常の発生率および端子外観状態の観察を行い、端子にスパーク痕や、これによる溶融痕が認められるものについては端子外観不良とし、その発生率を示した。なお、各電極と、電池の端子との圧接力は、実施例１と同様、５０Ｎとした。
【００８７】
【表２】
2010108681.tif 000004
【００８８】
上記の表２に示した結果から、本発明によれば、通電異常、充電電圧異常、放電電圧異常および端子外観不良の発生率を顕著に低減できることがわかる。特に、リブ状突起４ｂの複数を互いに交差しないよう配置したパターン１〜３の電極４を用いた、好ましい本発明例については、通電異常、充電電圧異常、放電電圧異常および端子外観不良ともに、本実施例２においては発生しなかった。
【００８９】
一方、電極２１〜２３を用いた比較例のものは、本発明例に比較して、通電異常、充電電圧異常、端子外観不良は極めて高率で発生していた。しかしながら、放電異常については、その発生頻度は他の異常よりに比較して低率であった。
【００９０】
上記のような、各不良は、以下のメカニズムによって発生すると推測される。すなわち、電極２１〜電極２３を用いた場合、これら各電極と端子との接触が、端子表面に形成した非導電性皮膜によって妨げられる、すなわち、この部分での接触抵抗値が高くなり、定電流での充電時、係る接触抵抗による分極が電池本来の充電電圧に加わるため、充電電圧値、すなわち、電池電圧値が基準値を越えたものと考えられる。さらに充電電圧値が規定値を超えると、通電手段１１ａの出力との関係で、充電電流が垂下し、所定の通電電流が流れず、通電不良が発生したと推測される。
【００９１】
また、電極２１〜電極２３の各電極と、端子表面との接触抵抗値の上昇によって、この部分でジュール熱が発生し、端子に溶融痕を発生させたり、非導電性皮膜が通電開始とともに、破壊された場合には、前記の各電極と、端子との導通が急激に行なわれ、結果としてスパークを発生させ、端子にスパーク痕や溶融痕といった端子外観不良が多発したと考えられる。
【００９２】
なお、実施例２においては、電極２１〜２３を用いた場合の、放電電圧異常の発生率は、他の不良の発生率と比較して低率であった。これは、放電に先立って行なわれる充電によって、非導電性皮膜の破壊が進行し、電極２１〜電極２３と、端子との接触抵抗が低下したためと推測される。なお、ここでは、詳述しないが、実施例２において、充電と放電の順序を逆にし、放電を行なった後に、充電を行った場合には、放電において放電電圧異常が２０〜５０％という高率で発生し、その後の充電における充電電圧異常は５％以下であったことからすれば、上記の推測は、必ずしも誤りとはいえないと考えられる。
【００９３】
以上、本発明によれば、鉛蓄電池の電圧計測時には、端子と電圧計測用の電極との接触状態のばらつきが低減されるため、結果として、電圧計測精度を顕著に高めることができる。
【００９４】
また、本発明によれば、鉛蓄電池への通電時には、端子と通電用の電極との接触状態が良好な状態であるため、結果として、通電不良、充電電圧異常、放電電圧異常あるいはスパークの発生による端子のスパーク痕の発生や、溶融痕の発生といった端子外観異常を顕著に低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、特に、鉛もしくは鉛合金製の端子が電池外装に露出した鉛蓄電池に適用であり、工程における電圧検査、通電検査、容量検査等に適用することができる。また、工程以外であっても、鉛蓄電池の補充電、電圧検査といった、鉛蓄電池のメンテナンス時にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の鉛蓄電池の電圧計測装置に鉛蓄電池を配置した状態を示す図
【図２】電極を示す斜視図
【図３】他の電極の表面を示す図
【図４】他の電極の表面を示す図
【図５】他の電池を示す図
【図６】他の電極の表面を示す図
【図７】他の電極の表面を示す図
【図８】他の電極を示す図
【図９】比較例による電極を示す図
【図１０】比較例による電極を示す図
【図１１】比較例による電極を示す図
【図１２】本発明の鉛蓄電池の通電装置に鉛蓄電池を配置した状態を示す図
【符号の説明】
【００９７】
１      電圧計測装置
１ａ    電圧計測手段
１ｂ    プリンタ
２      電池
３      端子
３ａ    端子天面
３ｂ    端子側面
４      電極
４ａ    当接面
４ｂ    リブ状突起
４ｃ    先端
４ｄ    側壁
４ｅ    溝
５      アクチュエータ
６      Ｌ字形端子
６ａ    端子基部
６ｂ    突出部
７      電極
８      電極
９      電極
１１    通電装置
１１ａ  通電手段
２１    電極
２２    電極
２３    電極
【図１】
2010108681.tif 000005
【図２】
2010108681.tif 000006
【図３】
2010108681.tif 000007
【図４】
2010108681.tif 000008
【図５】
2010108681.tif 000009
【図６】
2010108681.tif 000010
【図７】
2010108681.tif 000011
【図８】
2010108681.tif 000012
【図９】
2010108681.tif 000013
【図１０】
2010108681.tif 000014
【図１１】
2010108681.tif 000015
【図１２】
2010108681.tif 000016